Механізми еволюції генома еукаріотів

Abstract

Еволюція еукаріотичного генома йшла в напрямку збільшення кількості ДНК. У людини основна маса ДНК (99,5 %) зосереджена у хромосомах. У складі генів знаходиться близько 25-35 % ДНК і лише 10 % з них є кодуючими унікальними нуклеотидними послідовностями і 90 % - некодуючими ділянками. Повторювані послідовності ДНК становлять 75-65 % і розташовані поза генами. Збільшення розмірів генома еукаріотів можливе кількома способами:поліплоїдизація, тобто збільшення кількості ДНК і хромосом, кратне гаплоїдному набору хромосом; ампліфікація ДНК, яка полягає в утворенні копій певних нуклеотидних послідовностей. На молекулярному рівні еволюція генома еукаріотів може реалізуватися кількома шляхами: зміна кодуючих ділянок ДНК та їх продуктів, тобто виникнення нових генів; втрата функції певних генів і перехід їх у послідовності, що не транскрибуються; модифікація механізмів регуляції генів на всіх етапах їх експресії; виникнення мутацій, які здатні пригнічувати експресію генів або змінювати їх функцію. За рахунок ампліфікації ДНК може виникати надлишковість екзонів певних генів, які можуть бути залучені в еволюційний процес. Крім того утворення нових генних комбінацій в кожному поколінні створює можливості генетичного різноманіття, яке є матеріалом для еволюції і піддається впливу природного відбору. Особливістю генома еукаріотів, що сформувався в процесі еволюції, є те, що він забезпечує не лише адаптивну, а й прогресивну еволюцію.